Internet Protokoll (IP)

Was ist das Internet Protokoll (IP)?

Das Internet Protokoll ist ein Netzwerkprotokoll für den Austausch von Daten in einem Netzwerk. Es wird dazu benötigt, Daten von einem Sender zu einem Empfänger im Internet zu transportieren. Dabei handelt es sich um Computer (auch „Hosts“ genannt), die zur eindeutigen Identifizierung im Netzwerk über mindestens eine IP-Adresse verfügen. Mittels IP-Adresse werden die Computer im Netzwerk identifiziert – sie dient sozusagen als eindeutige Adresse.

Wie funktioniert das Internet Protokoll?

Jeder Schritt, den Sie online tun, produziert Daten: Wenn Sie eine E-Mail versenden, ist dies noch recht klar – Sie verfassen die E-Mail und senden diese an einen Empfänger.

Aber auch, wenn Sie eine Website öffnen, werden Daten versendet bzw. empfangen: Sie geben die Domain einer Website ein. Hinter der Domain steht im Grunde ein Server, der mittels IP-Adresse eindeutig zugeordnet wird. Der Server reagiert auf die Anfrage, Ihrem Computer die Daten der Website zur Verfügung zu stellen und Ihr Computer stellt Ihnen diese dar.  

Aus diesen Beispielen wird klar: Im Internet wird laufend kommuniziert, ob dies nun vordergründig ist, wie bei der E-Mail, oder auf den ersten Blick nicht klar wird, wie beim Aufruf einer Website – im Grunde genommen passiert bei jeder Bewegung ein Informationsaustausch.

Senden und empfangen im riesigen Netzwerk

Um diese Informationen, in diesem Falle Daten, auszutauschen bedarf es natürlich eines Senders und eines Empfängers. Der Sender stellt die Informationsanfrage, die der Empfänger erhält. Dieser wiederrum wird durch das beantworten der Anfrage zum Sender und so weiter. Um die Kommunikationsteilnehmer zu identifizieren, bedarf es einer Adresse, an die die Information geleitet wird.

Dies klingt zunächst erst einmal sehr einfach. Stellen wir uns aber vor, wie groß das Internet ist, so bekommen wir schon einmal eine grobe Vorstellung davon, wie schwer es ist, den korrekten Empfänger der Nachrichten zu ermitteln. Aus diesem Grunde besitzt jeder Teilnehmer (Computer / Host) im Internet eine eindeutige Adresse – die bereits erwähnte IP-Adresse. 

Nun können wir aber vor dem Hintergrund der schieren Größe des Internets nicht erwarten, dass unser Computer alle Adressen im Internet kennt – dafür sind es einfach zu viele. Wir erwarten ja auch nicht von unserem Postboten, alle Adressen in einer fremden Stadt zu kennen.

Aus diesem Grund gibt es so genannte Gateways. Jedes Gateway kennt einen kleinen Teil des Internets – so, wie der Postbote in seinem Bezirk vermutlich weiß, an welcher Adresse Frau Müller wohnt. Die Information geht also von Ihrem Computer zum Gateway, welches die IP-Adresse des Empfängers liest und mit den Computern abgleicht, die es kennt. Kennt das Gateway den Empfänger nicht, so sendet es die Anfrage an das benachbarte Gateway, welches dieselbe Aktion durchführt. Dies geht solange, bis das entsprechende Gateway den Empfänger in seiner Domäne erkennt und die Anfrage weitergibt.

Verschicken von Informationen in Datenpaketen

Dabei wird die Anfrage nicht als Gesamtes über das Internet verschickt, sondern Häppchenweise in so genannten Datenpaketen. Da das Internet Protokoll ein verbindungsloses Protokoll ist – das heißt: Es besteht keine dauerhafte Verbindung zwischen Sender und Empfänger – können die Datenpakete einen komplett unterschiedlichen Weg durch das Internet nehmen. Das führt dazu, dass die Datenpakete unter Umständen in einer komplett anderen Reihenfolge beim Empfänger ankommen, als sie vom Sender verschickt wurden.

TCP ordnet Informationen

Damit nun aber beim Empfänger kein unlesbares Kauderwelsch eintrifft, müssen die Daten wieder in die korrekte Reihenfolge gebracht werden. Da das Internet Protokoll dazu nicht gedacht ist, holt es sich Hilfe bei einem anderen Netzwerkprotokoll: Dem TCP.

Das Transmission Transport Protocol ist dazu da, die Datenpakete, die in ungeordneter Reihenfolge beim Empfänger ankommen, zu sortieren und wieder in die Ursprungsreihenfolge zurückzubringen, um sie für den Empfänger lesbar zu machen. Dies ist möglich, da es sich bei TCP, im Gegensatz zu IP, um ein verbindungsorientiertes Protokoll handelt, welches die Verbindungen der Datenpakete erkennt und den Überblick über die Reihenfolge behält.

IPv4 vs. IPv6 – Was bedeutet das?

Das Internet Protokoll in der Version 4 (IPv4) ist heute am weitesten verbreitet. Sie war die erste Version des Internet Protokolls, die eingesetzt wurde und zur Verbreitung des Internets beigetragen hat. Entsprechend ist sie die Grundlage für die Vergabe von IP-Adressen gewesen.

In der Version 4 benutzt IP 32-Bit-Adressen, die dezimal in 4 Blöcke aufgeteilt werden, z.B. 123.345.567.789. Daraus resultiert, dass im Internet eine maximale Anzahl von 4.294.967.296 IPv4-Adressen vergeben werden können – eine endliche Zahl, die vor dem Hintergrund der Digitalisierung kurz davorsteht, erreicht zu werden. Das Resultat: IPv4-Adressen sind denkbar knapp geworden und ohne IP-Adresse kann ein Computer im Netzwerk nicht erreicht werden.

Die Lösung bringt nun das Internet Protokoll in der Version 6 (IPv6). Hier werden 128-Bit-Adressen vergeben, die, aufgrund ihrer Länge, in Hexadezimalzahlen ausgedrückt werden. Damit können mehrere Sextillionen IP-Adressen vergeben werden, was hoffentlich auch in Zukunft reichen wird.

Damit eine IPv6-Adresse verstanden wird, bedarf es natürlich einiger Anpassungen. Diese sind in vielen Bereichen bereits schon länger erfolgt. Dabei besteht selbstverständlich eine Abwärtskompatibilität: Jeder Server der IPv6 versteht, kann auch mit IPv4 umgehen.